3D打印技術對我國傳統制造業的影響

余秀艷

（黃河交通學院，河南 武陟 454950）

3D打印技術對我國傳統制造業的影響

余秀艷

（黃河交通學院，河南 武陟 454950）

文章對3D打印技術的定義、材料和打印原理等進行了簡單的介紹，分析了目前我國傳統制造業的現狀，認為3D打印技術為中國制造業的轉型升級開拓了新思路，并對目前3D打印技術在應用中存在的問題進行了分析。為實現我國由傳統的“中國制造”轉向“中國創造”，我們要利用好以3D打印技術為代表的新技術。

3D打印；原理；制造業

先進制造技術AMT這一概念是由美國于20世紀80年代末提出的。它以提高制造企業綜合利益為目的，強調實用性，被認為是提高制造業競爭能力的主要手段，對整個國民經濟的發展影響深遠。3D打印技術是先進制造領域中，綜合了電氣、液壓、光學、計算機、新型材料等多學科的增材制造、快速成型技術。

3D打印技術，屬于新一代綠色高端增材制造，與機器人及智能制造一起進一步推動了全球數字化制造技術的發展。3D打印在日常生活和工業領域的應用不斷擴展，各種新的技術和發明讓人們產生無限聯想。3D打印的發展帶來巨大需求和無限商機，也給工業制造技術帶來了新的課題和挑戰。

1 3D打印技術概述

（1）定義:3D打印（Three Dimensional Printing）即三維打印，享有“具有工業革命意義的制造技術”的美譽。該項技術通過相關的計算機軟件，先把需要在現實中構建的立體模型通過計算機設計出來，之后利用3D打印機把各種固體材料（如粉末化材料、液化材料、絲化材料等）“打印”成最終需要的成品。該工藝由美國MIT研究成功，Z.Coop.等公司商品化。

（2）打印材料。3D打印工藝技術有多種方法，彼此的區別在于可用的材料的方式不同，并通過不同層構建創建部件。3D打印材料目前以有機高分子材料和金屬兩大類為主。

（3）打印原理。3D打印技術的本質是利用“材料堆積”的原理進行三維實體零件的制作，將復雜的計算機三維模型“切”成一系列設定好厚度的切片層，從而變為簡單的二維模型進行打印，然后層層疊加。切片是將模型以片層的方式來描述，片層的厚度通常和打印機硬件設備性能和軟體性能以及打印原材料的特性共同決定，無論多么復雜的模型，對每一層來說就是簡單的矢量掃描，

2 我國傳統制造業的現狀

制造業是國民經濟發展的基礎和支柱，在制造業蒸蒸日上的同時，我們仍需認清現狀，只有認清現狀，才能清楚地看到癥結所在，從而走出一條有中國特色的現代制造業之路。

（1）科技研發能力弱，創新不足。在2015米蘭世博KIP館“中國制造到中國創造世博高峰論壇（CWB論壇）”專家指出在產品價值方面，我國的產品組裝與關鍵部件與國外存在著很大的價值差距。目前，許多產業的關鍵部件被外資掌控，中國制造業企業在制造業產業鏈中僅賺取組裝的價值。

（2）產能過剩。自2011年起，中國超越美國，成為全球第一制造業大國。但是，中國制造業也有自己的問題，其中產能過剩將可能成為將來發展中的隱患。國家統計局近期公布的數字顯示，2015年2月CPI（消費者物價指數）環比上漲1.2%，同比上漲1.4%；PPI（工業生產者出廠價格）環比下降0.7%，同比下降4.8%。PPI降4.8%，表明制造業通縮嚴重，顯示中國經濟還在繼續下行。

（3）勞動力成本上升，人力資本逐漸增加。調查顯示，近年來，機械制造、電子裝配、食品加工、商業服務行業用工缺口較明顯，尤其是制造業等勞動密集型企業的用工需求量大，缺口較大，用工荒現象較明顯。

4 3D打印技術應用中存在的問題

3 3D打印技術中國制造業轉型升級的新出路

3D打印具有生產周期短、節省加工材料、加速產品研發進度等特點，在加工復雜結構部件、鈦合金等難加工零件方面具有較大優勢。3D打印對于我國制造業來講，提供了新的發展出路，主要體現在以下幾個方面。

（1）優化工業設計理念，催生創新。3D打印技術出現以后，有效地簡化了繪圖、模型制作程序，只要將程序代碼輸入3D打印機內，輕輕按下按鈕，就可以直接獲得想要的產品模型或配件模型，有效縮短整個工業設計的時間，對提高工業設計質量，推動創新具有重要的作用。

（2）可以緩解中國的產能過剩問題。通過3D打印技術我們可以在摸清市場需求的前提下對產品進行個性化的“打印”，這樣不但可以有效的減少行業的產能過剩問題，還可以實現很好的銷售效果，解決產品積壓的窘境，也能在一定程度上激發中小企業的創造熱情，發揮他們的優勢。

（3）降低生產成本、減少人力成本。傳統制造技術以消減為主，而3D打印的原理是通過增材的方式實現機件的成型，這樣既不浪費材料，又可以快速、精密地制造出各種結構冗雜的產品。

對于3D打印機而言，造型復雜的物體和最簡單的立方體、圓柱體是一樣的，而且材料更節省。可以方便快捷并精確地制造造型復雜的物體，這就是3D打印的最大優勢。與所有的新技術一樣，3D打印技術在其應用推廣過程中也存在著軟肋，主要表現在打印成本太高、不具備規模化生產優勢、使用材料比較單一等方面。3D打印技術的這些缺陷限制了3D打印技術的應用范圍。

5 結語

總之，我國制造業要發展，必須加強人才培養，合理規劃發展戰略，改善教學體系，抓住經濟全球化帶來的國際產業分工調整重組的機遇，提升我國制造業的競爭力。為實現我國由“中國制造”邁向“中國創造”，我們不但要借助信息技術手段營銷還要借助信息技術手段生產出更具競爭力的產品。我們要充分利用好以3D打印技術為代表的先進制造技術。

[1]趙云龍.先進制造技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2]王雪瑩.3D打印技術與產業的發展及前景分析[J].中國高新技術產業，2012，26（233）.

The Influence of 3D Printing Technology to Chinese Traditional Manufacturing Industry

YU Xiu-yan
（Huanghe Jiaotong University，Wuzhi，Henan 454950，China）

In this paper,the definition,the materaland principle of 3 d printing and so on has carried on the simple introduction,analyzed the present situation of our country's traditional manufacturing,see 3 d printing technology for the transformation and upgrading of China's manufacturing industry opens up a new way of thinking,and the current problems existing in the 3 d printing technology in the application are analyzed.In order to realize our country from the traditional"made in China"to"created in China",we should make good use of new technology represented by 3 d printing.

3D printing；principal；manufacturing industry

TH16

A

2095-980X（2015）02-0065-01

2015-01-14

余秀艷（1985-），女，河南林州人，碩士研究生，教師，主要研究方向：機械制造及其自動化。